高二物理競賽少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸課件

少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸隧道效應(yīng)引起的勢壘的減低為：隨反向電壓增加而增大，并且反向電壓較高時，勢壘減低才明顯。鏡像力和隧道效應(yīng)對I-V特性的作用基本相同，對反向特性影響顯著，引起勢壘減低反向電流增加qΔ?

=JSD=?JST=?考慮鏡像力、隧道效應(yīng)后的反向飽和電流：例：有一塊施主濃度ND=1016/cm3的n型鍺材料，其(111)面與金屬接觸制成肖特基二極管，已知VD=0.4V，考慮鏡像力影響時，求加上0.3V電壓時的正向電流密度。解：鏡像力影響導(dǎo)致的勢壘高度降低量為：半導(dǎo)體側(cè)實際勢壘高度：金屬側(cè)勢壘高度：A*=1.11A對n型阻擋層，對少子空穴就是積累層，在勢壘區(qū)表面空穴濃度最大：由表面向內(nèi)部擴散，平衡時被電場抵消。EVJn在正向電壓時，空穴擴散電流和電子電流方向一致。部分正向電流由少子貢獻。1.決定于阻擋層中空穴的濃度。勢壘很高時，接觸表面空穴濃度很高。2.受擴散能力的影響。在正向電壓時，空穴流向半導(dǎo)體體內(nèi)，在阻擋層形成一定的積累，然后靠擴散進入半導(dǎo)體體內(nèi)。注入比g

：在加正向電壓時，少子電流和總電流的比在大電流時，注入比隨電流密度的增加而增大少子空穴電流的大?。篍cEFEVqVDEcEVEc(0)EV(0)qVD定義：金/半接觸的非整流接觸：不產(chǎn)生明顯的附加電阻，不會使半導(dǎo)體體內(nèi)的平衡載流子濃度發(fā)生明顯的改變。應(yīng)用：半導(dǎo)體器件中利用電極進行電流的輸入和輸出要求金屬和半導(dǎo)體接觸形成良好的歐姆接觸。在高頻和大功率的器件中，歐姆接觸是設(shè)計和制造的關(guān)鍵。實現(xiàn)：1.反阻擋層，實現(xiàn)歐姆接觸。實際中，由于很高的表面態(tài)難于實現(xiàn)。

2.隧道效應(yīng)，實現(xiàn)半導(dǎo)體制造的歐姆接觸。當勢壘厚度，x<xc勢壘對電子完全透明隧道穿透通過重摻雜可獲得能產(chǎn)生隧道電流的特殊阻擋層xcd利用隧道效應(yīng)實現(xiàn)歐姆接觸：在n型或p型半導(dǎo)體上制作一層重摻雜區(qū)再與金屬接觸，形成金屬－n+n或金屬—p+p結(jié)構(gòu)。金屬的選擇很多電子束和熱蒸發(fā)、濺射、電鍍E0cWsEFsEcWmEFmE0cEFsEc(0)WmEFmEcxd→0V

J

TheprincipleoftheSchottkyjunctionsolarcell.1、金屬與半導(dǎo)體形成的肖持基接觸和歐姆接觸，阻擋層與反阻擋層的形成；2、肖特基接觸的電流—電壓特性——擴散理論和熱電子發(fā)射理論，即肖特基勢壘的定量特性——耗盡層3、歐姆接觸的特性。兩個要點：①功函數(shù)和禁帶寬度的不同金屬/半導(dǎo)體接觸能帶圖的變化；②肖特基接觸的整流特性即電流－電壓I-V特性。1、功函數(shù)：功函數(shù)的定義是E0與EF能量之差，用W表示。即半導(dǎo)體的功函數(shù)可以寫成N型P型Wm>Ws阻擋層反阻擋層Wm<Ws反阻擋層阻擋層形成n型和p型阻擋層的條件

擴散理論、熱電子發(fā)射理論計算肖特基接觸的電流-電壓特性，前者適用于勢壘區(qū)寬度比電子的平均自由程大很多的半導(dǎo)體材料；后者適用于薄阻擋層，電子的平均自由程遠大于勢壘區(qū)寬度。兩種理論：（1）、擴散理論：當V>0時，若qV>>kT，其電流—電壓特性為：其中：當V<0時，若|qV|>>kT，則：隨電壓變化，并不飽和熱電子發(fā)射理論：電流-電壓特性為JST與外加電壓無關(guān)，但強烈依